面部软组织三维有限元建模和变换

为了实现在临床上快速地为病人建立个体化有限元模型用于正畸治疗的术前预测，研宄首先在正常领型志愿者A的CT数据的基础上建立一含包含度朕、肌肉和脂肪的通用唇面部软纽织三维有限元模型。然后通过选取的面部标志点，使用径向基函数（Radial Base Function,RBF）插值法把通用模型变换成志愿者B的唇面部模型而实现通用模型的含体化。结果显示志愿者B的个体化模型和其CT数据在唇面部区域的平均误差在0．47mm左右，而且具有较好的相似度。     

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的生物力学研究

利用CT扫描数据,建立一个由硬腭水平位置至气管约第2,3软骨下端的人体上气道三维有限元模型,采用睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)事件发作期间上气道内典型压力曲线和最大压力曲线, 分别对模型上气道表面施加动态载荷, 分析解剖结构和生理过程之间的关系。计算结果表明在OSAS事件发作期, 最易发生塌陷的部位是软腭后区, 其次是舌后区和会厌后区;正常的上气道解剖结构在异常的压力作用下仍然可能发生狭窄和塌陷; OSAS事件发作期的呼吸过程中, 软腭后区、舌后区、会厌后区等各个平面的前后径变化均大于左右径的变化;解剖结构异常不是OSAS发病的必要条件。     

医用钛合金材料对种植体生物力学行为的影响

钛合金材料具有优异的机械性能、化学稳定性和生物相容性,已成为种植体主要原材料,但要满足患者临床治疗的长效安全性和功能性,医用钛合金材料的生物及力学相容性仍有待提高。具有较低弹性模量和较高强度的新型医用钛合金,对降低由应力屏蔽导致的种植体的松动、脱落有着重要作用。本文利用有限元方法,对比新型医用钛合金材料以及传统医用钛合金材料对种植体结构和颌骨应力分布。通过对比发现由于新型医用钛合金材料高强度、低模量等特点,减少了由应力遮挡效应导致,诱发骨吸收、植入体松动、失效等问题的风险。     

利用概率损伤模型研究骨组织中微损伤的发展

骨中微损伤的形成是能量耗散的一种主要机制，并起到韧化骨组织的作用。该研究提出了一个新的矿物质二胶原复合材料的随机损伤模型，结合随机场理论与有限元算法，证明了骨成分超微结构和材料特性对微损伤的发展有着显著的影响。骨组织中，矿物质－胶原纤维界面间的脱离，使得应力集中区域扩散，因此微损伤倾向于发展成为扩散损伤；而当矿物质与胶原纤维结合良好时，微损伤更容易发展成为线性微裂纹。此外，骨组织的矿化程度越高，微损伤形成的区域越大，从而有形成扩散损伤的趋势。该研究方法可以帮助我们进一步理解骨成分超微结构和材料特性对损伤发展的影响，从而提供一个平台来探索骨质疏松和老年性骨折的机制。     

基于偏最小二乘回归的基因网络数学建模

对基因表达数据进行数学建模是理论系统生物学的一个热点,其难点之一在于数据的小样本特性、多重相关性及粗糙性.针对基因表达数据的这些特点,偏最小二乘回归被首次引入基因网络的数学建模领域,通过轮换计算将变量投影重要性指标拓展为VIP矩阵,建立了基因网络模型:经验证所构建的网络具有生物学意义,运用图论分析可证实其符合"无尺度网络"的特性,从而证明了这种建模方法的可行性.     

数据整合方法构建大鼠分子调控网络

对大鼠的分子调控网络进行了系统化的建模分析和预测.选取了7类具有显著生物学含义的数据类型(证据),采用数据整合的方法对蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)和蛋白质-DNA相互作用加以系统性分析,并利用支持向量机(SVM)预测大鼠全基因组的PPI和PDI.通过对阈值的设定,有效的控制假阳性率,预测结果与权威数据库BOND和MINT中的记录部分重合.实验结果表明数据整合方法可以弥补单一证据的局限性,提高预测的准确性,为后续的实验验证提供理论支持.